过渡金属(Fe,Co,Ni,Zn)掺杂金红石TiO2的电子结构和光学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对未掺杂以及不同浓度过渡金属Fe,Co,Ni,Zn掺杂金红石TiO₂的超晶胞体系进行了几何优化,并讨论了其晶格常数,电子能带结构和光学性质.研究结果表明:掺杂前后的晶格参数与实验值偏差在3.6%以下;适量的过渡金属掺杂不但影响体系能带结构,拓宽光吸收范围,而且扮演着俘获电子的重要角色,有利于光生电子-空穴对的有效分离以及增强光吸收能力;Fe,Co,Ni,Zn最佳理论掺杂体系分别为Ti_0.75Fe_0.25O₂,Ti_0.75Co_0.25O₂,Ti_0.75Ni_0.25O₂,Ti_0.83Zn_0.17O₂;Fe,Co,Ni3d态分裂为t_2g和e_g态,分别贡献于价带高能级和导带低能级部分,促进了电子-空穴对的生成,从而可提高TiO₂的光催化性能;Zn3d态电子成对填满轨道,不易被激发,故光催化活性无明显提高.     

采用第一性原理研究非金属掺杂BiOCl的电子结构和光吸收性质

基于密度泛函理论的第一性原理分别研究了不同浓度Br和I掺杂BiOCl体系的能带结构、态密度、形成能和光学性质.研究结果表明,由于Br的4p和I的5p轨道作用,Br和I掺杂可在一定程度上降低BiOCl的禁带宽度,拓宽BiOCl的光吸收范围.Br和I掺杂BiOCl的形成能计算结果表明,Br掺杂BiOCl的稳定性高于I掺杂体系.对于B,C,N,Si,P和S掺杂BiOCl体系,掺杂能级的形成主要由掺杂元素的np轨道贡献,使BiOCl吸收带边红移至可见光区.而S掺杂则位于价带顶位置,有效地降低了BiOCl禁带宽度,使BiOCl响应波长出现红移,且未形成中间能级,不易成为俘获陷阱,因此S掺杂将是一种提高BiOCl可见光光催化活性的改性方法.     

以学生为中心的实验教学示范中心建设与实践

随着实验教学示范中心建设的不断深入,对实验中心基础设施、管理模式、师资队伍的要求越来越高,现有实验教学体系和教学模式的改革势在必行.在物理实验教学示范中心建设中,构建了以学生为中心的分层次、模块化的开放型物理实验教学平台,切实实现了加强学生动手能力,综合分析问题、解决问题和创新能力的培养.     

桨距角对风力发电机输出功率影响实验装置的研究设计

利用风力发电原理,制作简易定桨距风力发电实验装置。测量风力发电装置输出功率及风能利用系数,利用测量结果探究同风速下风力发电机有关运行参数随桨距角改变的变化规律。     

课上课下“1+1”物理实验教学体系和模式的探索与实践

对现行物理实验教学体系和模式进行改革,构建了课上课下"1+1"物理实验教学体系和模式,实施学生实验课上完成一个自己选定的实验题目后,在课下业余时间自愿组成一个由3-5人组成的研究小组再完成一个相关的拓展实验。该教学体系和模式可显著提高学生的动手能力、独立分析问题和解决问题能力,有利于培养学生的自主学习热情,开发学生的创新能力。